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摘 要:埕东断裂带发育了许多各种规模的砂砾岩体。本文从断裂的构造活动、物源通道、边界条件、断裂活动程度等方面对砂砾岩体进行分析,进而描述其平面分布规律,取得了一定的认识。
关键词:砂砾岩体 主控因素 边界条件
一、区域地质概况
埕南断裂带东带位于埕东凸起与渤南洼陷之间的由北东向、北西向和近东西向三组断层组成,是渤南洼陷油气向埕东凸起运移的必由之路,油气资源非常富集。埕南大断层倾角比较陡,活动时间长且强度大,控制了整个渤南洼陷下第三系的沉积构造演化,砂砾岩体从沙河街组一直到馆陶组。在大断裂强烈活动的断层发育区,砾岩体的储层受到构造成岩作用影响储集性能得到改善,因而具有良好的油气成藏条件。
二、砂砾岩体主控因素
砂砾岩体的发育受控于盆地的边界条件、构造演化、物源区性质、古气候及古水流等因素的影响,其展布的规律性较强。本次主要考虑盆地的物源通道、边界条件、断裂活动等。
2.1物源通道
一方面利用时间切片技术可以分析砂砾岩体分布。从时间切片图上可以看出埕东断裂带发育多条古冲沟,成为物源向湖盆卸载的通道。粗碎屑沉积物在湖盆入口处堆积,形成多个规模不等的砂砾岩扇体。
另一方面根据断层转换带分析物源。断陷湖盆中构造转换带指裂谷段之间为保持区域伸展应变守恒而产生的调节性伸展构造变形带,主要起调节主断层间位移传递的作用,导致主体构造走向与几何形态发生变化。特别是控制古水系走向及入盆卸载端口即控源。主要在构造转换带的地方,沟谷发育比较集中,成为砂砾岩的主要物源方向。
埕南断层发育有两个构造转化带,在构造转换带位置砂砾岩体厚度较大,纵向上各层均有分布,埕东凸起提供了较好的物源。
2.2边界条件
边界断裂控制了砂砾岩体叠置方式。
边界断裂倾角等产状特征导致各自宽缓程度不同,这控制了来源于北部凸起物源区的砂砾岩等粗碎屑物质的分布规律。板式断裂结构坡陡洼深,砂砾岩体相带窄、垂向叠置厚;铲式断裂坡度相对减缓,砂砾岩体相带有所增加、垂向叠置厚度有所减小,但由于沉降中心远离断层根部,必然导致部分砂砾岩体向该处搬运,发育较大规模的浊积扇或滑塌浊积扇沉积;断阶式和坡坪式断裂控制下呈现多洼多梁相间的地貌特征,形成多条平行或斜交的沟槽,这种地貌特征控制了砂砾岩体沉积成因较丰富、展布较宽。
根据断层走向的不同,埕东断裂从西到东可分为三段—宽缓斜坡型、过渡型和陡崖型。西段为北西西走向,断层倾角在5-25°左右,主要呈上缓下陡的铲状,在沙四时期倾角变陡。埕东断裂的中段总的走向为东西向,发育两个断层转换带,内部变化较大,断面倾角在20-50°间,也呈上缓下陡的铲状。埕东断层东段的走向近北东向,其倾角较大。断面总体特征西段和中段断面缓,东段断面陡。因此断面缓的区域,近岸扇赋存空间大,延伸远,纵向发育多期叠置扇体。断面陡的区域,近岸扇赋存空间小,延伸近,形成小近岸扇体。
2.3断裂活动
强烈的构造活动造成的机械破碎是陡坡砂砾岩充足物源形成的根本原因。不同部位的边界断层在不同时期活动强度存在巨大区别,因而不同区带不同时期砂砾岩体沉积的可容空间存在差异。而断层活动速率控制了可容空间的大小,控制了扇体的发育程度——断裂性质和活动时期决定北部陡坡带砂砾岩体规模。
西段:在沙三段沉积早期,断层活动较弱,到了沙三段沉积中期,断层复活并强烈活动,控制沙三段地层沉积的边界断层,发育了一套沿断坡面分布的陡坡扇体。到了晚期,断层活动较弱,湖面越过断层向北侵,断层作用消失扇体不发育(埕918),此时构造作用在该区表现断裂带的整体下沉。到了东营运动末期,断层又强烈活动,一直延续到喜马拉雅运动。
中段:主要断层转换面。断裂活动,尤其是不同方向断裂交汇处,山体破碎剧烈,短期内可提供充足的碎屑物质,从而形成规模较大的快速堆积的砂砾岩体。断层比较发育,在沙三段沉积早期,发育一条北西西控制沉积的断层,到沙三段沉积中晚期,义105断层不发育,埕913为一斜坡带,随湖平面的快速上升,地层沿斜坡不断上超沉积,发育了多期呈退覆式沉积的水下冲积扇。
东段:在沙三早、中期断层一直活动剧烈,在坡角处形成断坡扇,到晚期,断裂活动减弱,水面向北水侵。到了东营运动期,断层重新开始活动,所以整个东段相对泥岩隔层少。
边界断裂活动强度从空间上和时间上控制了砂砾岩体沉积空间,由于构造演化的不同,形成的扇体规模、发育的主要层系不同。所以自西向东、自上而下砂砾岩体沉积规模逐渐变小。西段:古沉积背景为多阶宽缓斜坡型,形成的水下扇规模大、延伸范围远。在层系上,水下扇主要发育于沙三中上。中段以及东段:断裂活动相对较大,坡度较陡,形成的扇体沿断面分布,纵向上从下至上各层系均有发育。
三、砂砾岩体平面分布特征
根据以上主控因素的分析,结合对实钻井地层厚度和砂砾岩厚度统计,对砂砾岩体进行了不同时期平面分布特征分析。
沙三上时期,从古地貌图上看,范围较大的沉积中心主要位于Y159以南地区,地层厚度达600m以上,西部CH916附近沉积中心范围较小。由于埕南断层差异性活动导致了扇体平面和纵向上发育的不同,扇体分布范围较广,在CH914、CHX912井区断层活动剧烈,可容空间大,扇体垂向厚度大,最厚处在250m以上。
沙二、沙一时期,有东西两个沉积中心,西部受义东断层的影响南北向展布,东部受埕南断层影响为主,东西向展布,中心厚度在400m左右。西部CH916以西沉积中心范围缩小,可能缺少来自埕东凸起的物源。靠近物源处沟梁相间,形成较大的物源通道。沙二时期西段断层活动强度大于沙一时期,沉积少量砂砾岩体,中段与东段断层活动强度小于沙一时期,沉积砂砾岩体厚度小于沙一的厚度。
沙二时期西段断层活动强度大于东段活动强度,但砂砾岩体厚度小于东部,认为西段物源相对较少。中段沉积厚度相对较大,厚度中心在Y159井区。
在沙一时期,断层西段活动小,无砂砾岩体沉积,中段扇体垂向厚度大,CH93井区厚度达260m,CH92井区厚度也在150m,东段扇体厚度小。
东营组东三段时期,通过古地貌分析,该时期地层沉积中心位于义69南部一带,受此控制,北部扇体前缘沉积推进范围有限,主要集中于北带。西部沉积中心消退,地层厚度减薄。自西向东断层活动强度逐渐增大,可容空间增大,CH98井区砂砾岩体厚度最大,达100m以上。
东二段时期,西南处的沉积中心受义东断层的影响逐渐扩大,Y69井区沉积中心逐渐向东扩张,两个沉积中心有交汇连片的趋势。断层持续活动,东西两段活动强度大于东三段时期活动强度,中段则强度较小,整体上变化趋势不大,各段砂砾岩体沉积厚度相差不大。
东一段时期,断层活动加剧,东段明显大于西段,Y69井区沉积中心逐渐向东扩张,西部沉积中心消亡。由于断层东段活动剧烈,可容空间增大,扇体垂向厚度东部比西部大,CH98井区砂砾岩体最厚,大于120m。
四 结论
1、沿埕东断裂带分布多条大小不一的冲沟,塑造了沟谷相间的古地貌,从而形成了砂砾岩扇体围绕埕东凸起呈裙带状展布的格局。
2、边界断裂活动强度从空间上和时间上控制了砂砾岩体沉积空间,自下而上砂砾岩体的发育具有继承性,并且相互叠置,不断加积形成厚度大的砂砾岩扇体。
参考文献
[1]谭俊敏.埕南地区砂砾岩体储层的预测及效果.石油地球物理勘探,2004,39(3):310~313
[2]潘元林主编.油气地质地球物理综合勘探技术.北京:地震出版社,1998:166~169
关键词:砂砾岩体 主控因素 边界条件
一、区域地质概况
埕南断裂带东带位于埕东凸起与渤南洼陷之间的由北东向、北西向和近东西向三组断层组成,是渤南洼陷油气向埕东凸起运移的必由之路,油气资源非常富集。埕南大断层倾角比较陡,活动时间长且强度大,控制了整个渤南洼陷下第三系的沉积构造演化,砂砾岩体从沙河街组一直到馆陶组。在大断裂强烈活动的断层发育区,砾岩体的储层受到构造成岩作用影响储集性能得到改善,因而具有良好的油气成藏条件。
二、砂砾岩体主控因素
砂砾岩体的发育受控于盆地的边界条件、构造演化、物源区性质、古气候及古水流等因素的影响,其展布的规律性较强。本次主要考虑盆地的物源通道、边界条件、断裂活动等。
2.1物源通道
一方面利用时间切片技术可以分析砂砾岩体分布。从时间切片图上可以看出埕东断裂带发育多条古冲沟,成为物源向湖盆卸载的通道。粗碎屑沉积物在湖盆入口处堆积,形成多个规模不等的砂砾岩扇体。
另一方面根据断层转换带分析物源。断陷湖盆中构造转换带指裂谷段之间为保持区域伸展应变守恒而产生的调节性伸展构造变形带,主要起调节主断层间位移传递的作用,导致主体构造走向与几何形态发生变化。特别是控制古水系走向及入盆卸载端口即控源。主要在构造转换带的地方,沟谷发育比较集中,成为砂砾岩的主要物源方向。
埕南断层发育有两个构造转化带,在构造转换带位置砂砾岩体厚度较大,纵向上各层均有分布,埕东凸起提供了较好的物源。
2.2边界条件
边界断裂控制了砂砾岩体叠置方式。
边界断裂倾角等产状特征导致各自宽缓程度不同,这控制了来源于北部凸起物源区的砂砾岩等粗碎屑物质的分布规律。板式断裂结构坡陡洼深,砂砾岩体相带窄、垂向叠置厚;铲式断裂坡度相对减缓,砂砾岩体相带有所增加、垂向叠置厚度有所减小,但由于沉降中心远离断层根部,必然导致部分砂砾岩体向该处搬运,发育较大规模的浊积扇或滑塌浊积扇沉积;断阶式和坡坪式断裂控制下呈现多洼多梁相间的地貌特征,形成多条平行或斜交的沟槽,这种地貌特征控制了砂砾岩体沉积成因较丰富、展布较宽。
根据断层走向的不同,埕东断裂从西到东可分为三段—宽缓斜坡型、过渡型和陡崖型。西段为北西西走向,断层倾角在5-25°左右,主要呈上缓下陡的铲状,在沙四时期倾角变陡。埕东断裂的中段总的走向为东西向,发育两个断层转换带,内部变化较大,断面倾角在20-50°间,也呈上缓下陡的铲状。埕东断层东段的走向近北东向,其倾角较大。断面总体特征西段和中段断面缓,东段断面陡。因此断面缓的区域,近岸扇赋存空间大,延伸远,纵向发育多期叠置扇体。断面陡的区域,近岸扇赋存空间小,延伸近,形成小近岸扇体。
2.3断裂活动
强烈的构造活动造成的机械破碎是陡坡砂砾岩充足物源形成的根本原因。不同部位的边界断层在不同时期活动强度存在巨大区别,因而不同区带不同时期砂砾岩体沉积的可容空间存在差异。而断层活动速率控制了可容空间的大小,控制了扇体的发育程度——断裂性质和活动时期决定北部陡坡带砂砾岩体规模。
西段:在沙三段沉积早期,断层活动较弱,到了沙三段沉积中期,断层复活并强烈活动,控制沙三段地层沉积的边界断层,发育了一套沿断坡面分布的陡坡扇体。到了晚期,断层活动较弱,湖面越过断层向北侵,断层作用消失扇体不发育(埕918),此时构造作用在该区表现断裂带的整体下沉。到了东营运动末期,断层又强烈活动,一直延续到喜马拉雅运动。
中段:主要断层转换面。断裂活动,尤其是不同方向断裂交汇处,山体破碎剧烈,短期内可提供充足的碎屑物质,从而形成规模较大的快速堆积的砂砾岩体。断层比较发育,在沙三段沉积早期,发育一条北西西控制沉积的断层,到沙三段沉积中晚期,义105断层不发育,埕913为一斜坡带,随湖平面的快速上升,地层沿斜坡不断上超沉积,发育了多期呈退覆式沉积的水下冲积扇。
东段:在沙三早、中期断层一直活动剧烈,在坡角处形成断坡扇,到晚期,断裂活动减弱,水面向北水侵。到了东营运动期,断层重新开始活动,所以整个东段相对泥岩隔层少。
边界断裂活动强度从空间上和时间上控制了砂砾岩体沉积空间,由于构造演化的不同,形成的扇体规模、发育的主要层系不同。所以自西向东、自上而下砂砾岩体沉积规模逐渐变小。西段:古沉积背景为多阶宽缓斜坡型,形成的水下扇规模大、延伸范围远。在层系上,水下扇主要发育于沙三中上。中段以及东段:断裂活动相对较大,坡度较陡,形成的扇体沿断面分布,纵向上从下至上各层系均有发育。
三、砂砾岩体平面分布特征
根据以上主控因素的分析,结合对实钻井地层厚度和砂砾岩厚度统计,对砂砾岩体进行了不同时期平面分布特征分析。
沙三上时期,从古地貌图上看,范围较大的沉积中心主要位于Y159以南地区,地层厚度达600m以上,西部CH916附近沉积中心范围较小。由于埕南断层差异性活动导致了扇体平面和纵向上发育的不同,扇体分布范围较广,在CH914、CHX912井区断层活动剧烈,可容空间大,扇体垂向厚度大,最厚处在250m以上。
沙二、沙一时期,有东西两个沉积中心,西部受义东断层的影响南北向展布,东部受埕南断层影响为主,东西向展布,中心厚度在400m左右。西部CH916以西沉积中心范围缩小,可能缺少来自埕东凸起的物源。靠近物源处沟梁相间,形成较大的物源通道。沙二时期西段断层活动强度大于沙一时期,沉积少量砂砾岩体,中段与东段断层活动强度小于沙一时期,沉积砂砾岩体厚度小于沙一的厚度。
沙二时期西段断层活动强度大于东段活动强度,但砂砾岩体厚度小于东部,认为西段物源相对较少。中段沉积厚度相对较大,厚度中心在Y159井区。
在沙一时期,断层西段活动小,无砂砾岩体沉积,中段扇体垂向厚度大,CH93井区厚度达260m,CH92井区厚度也在150m,东段扇体厚度小。
东营组东三段时期,通过古地貌分析,该时期地层沉积中心位于义69南部一带,受此控制,北部扇体前缘沉积推进范围有限,主要集中于北带。西部沉积中心消退,地层厚度减薄。自西向东断层活动强度逐渐增大,可容空间增大,CH98井区砂砾岩体厚度最大,达100m以上。
东二段时期,西南处的沉积中心受义东断层的影响逐渐扩大,Y69井区沉积中心逐渐向东扩张,两个沉积中心有交汇连片的趋势。断层持续活动,东西两段活动强度大于东三段时期活动强度,中段则强度较小,整体上变化趋势不大,各段砂砾岩体沉积厚度相差不大。
东一段时期,断层活动加剧,东段明显大于西段,Y69井区沉积中心逐渐向东扩张,西部沉积中心消亡。由于断层东段活动剧烈,可容空间增大,扇体垂向厚度东部比西部大,CH98井区砂砾岩体最厚,大于120m。
四 结论
1、沿埕东断裂带分布多条大小不一的冲沟,塑造了沟谷相间的古地貌,从而形成了砂砾岩扇体围绕埕东凸起呈裙带状展布的格局。
2、边界断裂活动强度从空间上和时间上控制了砂砾岩体沉积空间,自下而上砂砾岩体的发育具有继承性,并且相互叠置,不断加积形成厚度大的砂砾岩扇体。
参考文献
[1]谭俊敏.埕南地区砂砾岩体储层的预测及效果.石油地球物理勘探,2004,39(3):310~313
[2]潘元林主编.油气地质地球物理综合勘探技术.北京:地震出版社,1998:166~169